RU2279314C2 - Катализатор для полного окисления летучих органических соединений - Google Patents

Катализатор для полного окисления летучих органических соединений Download PDF

Info

Publication number
RU2279314C2
RU2279314C2 RU2001127582/04A RU2001127582A RU2279314C2 RU 2279314 C2 RU2279314 C2 RU 2279314C2 RU 2001127582/04 A RU2001127582/04 A RU 2001127582/04A RU 2001127582 A RU2001127582 A RU 2001127582A RU 2279314 C2 RU2279314 C2 RU 2279314C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst according
catalyst
combustion
alumina
organic compounds
Prior art date
Application number
RU2001127582/04A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001127582A (ru
Inventor
Альберто КРЕМОНА (IT)
Альберто КРЕМОНА
Карло РУБИНИ (IT)
Карло Рубини
Эдоардо ВОНЬЯ (IT)
Эдоардо ВОНЬЯ
Original Assignee
Зюд Кеми Мт С.Р.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=11445941&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2279314(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Зюд Кеми Мт С.Р.Л. filed Critical Зюд Кеми Мт С.Р.Л.
Publication of RU2001127582A publication Critical patent/RU2001127582A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2279314C2 publication Critical patent/RU2279314C2/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/8892—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/83—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8668—Removing organic compounds not provided for in B01D53/8603 - B01D53/8665
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/206—Rare earth metals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/2073—Manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/20—Metals or compounds thereof
    • B01D2255/207—Transition metals
    • B01D2255/20761—Copper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
    • B01D2257/708—Volatile organic compounds V.O.C.'s
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B01J37/0201—Impregnation
    • B01J37/0205—Impregnation in several steps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Abstract

Настоящее изобретение относится к катализаторам окисления, которые могут быть использованы, в частности, для полного окисления летучих органических соединений (ЛОС) до CO2 и Н2О. Описан катализатор для полного окисления летучих органических соединений, содержащий смешанные оксиды меди, марганца и лантана, где металлы могут принимать множественные валентные состояния, имеющий состав в весовых процентах, выраженный из расчета на CuO, MnO и La2O3, в которых металл имеет наименьшую валентность, как 35-40% CuO, 50-60% MnO и 2-15% La2O3. Технический эффект - повышение стабильной активности катализатора и устойчивости к спеканию. 10 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к катализаторам окисления, которые могут быть использованы, в частности для полного окисления летучих органических соединений (ЛОС) до СО2 и H2O, а также к способам, в которых указанные катализаторы используются.
Характерным свойством катализаторов является окисление ЛОС с селективным образованием только диоксида углерода. Это является очевидным преимуществом по сравнению с известными типами катализаторов окисления, в которых сжигание ЛОС сопровождается образованием СО, что, помимо того, что СО является токсичным соединением, означает энергетические потери в случае, когда сжигание ЛОС используется для генерирования энергии.
Известными типами катализаторов окисления, используемых для сжигания ЛОС, являются по существу два типа:
а) катализаторы на основе благородных металлов: они отличаются высокой активностью даже при относительно низких температурах (250-450°С), но их стоимость очень высока и значительно возрастает вследствие дефицита металлов и растущей потребности в них, что создает проблемы при их применении для таких целей, как сжигание ЛОС;
б) катализаторы на основе смешанных оксидов, таких как хромиты меди и гексаалюминаты бария, которые значительно менее активны, чем катализаторы, содержащие благородные металлы, и требуют очень жестких рабочих условий; и катализаторы на основе редкоземельных комплексных оксидов, щелочноземельных металлов и переходных металлов (описанные в патенте США 5242881) или имеющие формулу La(1-х)SrхCrO3, причем последние также используются для обработки выхлопов двигателей внутреннего сгорания (патент США 5286698), или имеющие формулу Ва2Cu2O6, которые селективны при окислении ЛОС в направлении образования диоксида углерода, но имеют высокую реакционную способность по отношению к CO2 и, следовательно, склонны к необратимой пассивации.
Катализаторы в соответствии с настоящим изобретением включают смешанные оксиды Cu, Mn и редкоземельных металлов, где металлы могут принимать множественные валентные состояния, имеющие массовый состав, выраженный из расчета на оксиды, который более точно определен далее: от 10 до 75% MnO, от 8 до 50% CuO и от 2 до 15% La2O3 и/или оксидов других редкоземельных металлов в наиболее низком валентном состоянии.
Предпочтительным составом является 50-60% MnO, 35-40% CuO, 10-12% La2O3.
Смешанные оксиды, которые образуют активные компоненты катализатора, отличаются тем, что они являются полупроводниками р-типа (в таких полупроводниках проводимость растет экспоненциально с температурой в соответствии с законом Аррениуса, и носителями зарядов являются электронные вакансии). В указанных оксидах газообразный кислород химически сорбирован на поверхности и участвует в реакции окисления вместе с кислородом решетки.
Оксиды нанесены на пористые неорганические носители, такие как окись алюминия, двуокись кремния, алюмосиликат, диоксид титана, оксид магния. Гамма-окись алюминия в форме микросфероидальных частиц со средним диаметром 30-80 микрон является предпочтительным наполнителем для использования катализаторов в реакциях с кипящим слоем. Для реакций с неподвижным слоем предпочтение отдается использованию носителя, имеющего точно определенную геометрическую форму, такую как трехлепестковые цилиндрические гранулы с взаимно равноотстоящими сквозными каналами у лепестков. Размеры гранул обычно составляют от 3 до 10 мм по высоте, диаметр их ограничивающей окружности равен 5-10 мм, и отношение между геометрической площадью и объемом твердой части гранулы составляет больше чем 1,3 мм-1. Оксиды нанесены в количестве обычно от 5 до 60% масс., предпочтительно 20-30% масс.
Катализатор в виде таблеток обычно готовят пропиткой носителя вначале раствором соли лантана или церия или другого редкоземельного металла, сушкой носителя и затем его прокаливанием при температуре около 600°С. Затем носитель пропитывают раствором соли меди и марганца с последующей сушкой при 120-200°С и прокаливанием при температуре до 450°С.
Могут быть использованы любые растворимые соли. Примерами солей являются нитраты, формиаты и ацетаты. Лантан используют предпочтительно в виде нитрата лантана La(NO3)3; медь и марганец предпочтительно используют в виде нитратов, соответственно Cu(NO3)2 и Mn(NO3)3. Предпочтительным способом пропитки является сухая пропитка с использованием раствора в количестве, равном или меньшем, чем объем пор носителя.
Как уже отмечалось, катализаторы селективно окисляют ЛОС до диоксида углерода: это происходит даже при работе в течение ограниченного времени при дефиците кислорода относительно стехиометрического значения, требуемого по реакции окисления.
В сравнении с катализаторами на основе благородных металлов катализаторы настоящего изобретения отличаются большей устойчивостью к спеканию.
Например, после обработки при 1000°С в сухом воздухе температура полной конверсии повышается незначительно для катализаторов в соответствии с настоящим изобретением, тогда как она значительно растет в случае катализаторов на основе благородных металлов вследствие повторного плавления поверхностной площади, вызванного спеканием частиц металла, которые присутствуют на носителе. Катализаторы предпочтительно используют для переработки газообразных потоков, выходящих из установок, таких как установки по производству органических соединений, производству шин, продувке асфальта, переработке водных отходов и офсетной печати. Катализаторы также могут быть использованы для окисления NO и NO2. Другим вариантом применения, представляющим определенный интерес, является очистка газов из реакторов твердофазной поликонденсации сложных ароматических полиэфирных смол (примеси образованы главным образом этиленгликолем), где катализаторы способны полностью окислять примеси при исключительном образовании диоксида углерода даже при использовании стехиометрического количества кислорода относительно метановых эквивалентов присутствующих примесей. При испытаниях, проведенных путем непрерывной подачи потока азота, содержащего 1600 млн-1 этиленгликоля, на неподвижный слой катализатора, имеющего состав, приведенный в примере 1, установлено, что этиленгликоль удаляется количественно при использовании стехиометрического количества кислорода (5/2 моль на моль гликоля) при работе при 310°С и при объемной скорости 10000 час-1. Селективность по СО2 полная.
Еще один пример применения катализатора относится к каталитическому сжиганию метана на тепловых электростанциях для генерирования электрического тока. При таком применении катализаторы имеют то преимущество по сравнению с использованием катализатора известного типа, что они работают при более низких температурах, при которых не образуется NO; это позволяет исключить последующие обработки для удаления указанного оксида, которые необходимы в случае известных типов катализаторов.
Следующие примеры служат для иллюстрации изобретения и не ограничивают его объем.
Пример 1
Готовят катализатор, нанесенный на гамма-окись алюминия, в котором смешанные оксиды имеют следующий состав, выраженный в весовых процентах оксидов, приведенных ниже:
La2O3=9,3
MnO=53,2
CuO=37,5
Получение катализатора осуществляют вначале пропиткой носителя - гамма-окиси алюминия - водным раствором нитрата лантана (La(NO3)3), который (носитель) затем сушат при 110°С и прокаливают при 600°С. Затем носитель пропитывают водным раствором нитрата марганца (Mn(NO3)3) и нитрата меди (Cu(NO3)2). Далее следуют сушка при 120-200°С и прокаливание при 450°С. Носитель пропитывают с использованием количества раствора, равного 100% объема пор носителя. Количество нанесенных оксидов составляет 24,8% масс. Используют таблетки гамма-окиси алюминия, которые сформированы в виде гранул, имеющих поперечное сечение с тремя лепестками (выступами) с взаимно равноотстоящими сквозными каналами в лепестках, причем указанные каналы параллельны осям лепестков. Размеры таблеток: высота 4 мм, диаметр внешней окружности 4 мм, диаметр канала 2 мм и толщина стенки 1 мм.
Отношение между геометрической площадью и объемом пространства, занимаемого твердой частью таблетки, составляет 2,5 мм-1.
Таблетки получают путем прямого прессования. Площадь поверхности (по уравнению БЭТ) катализатора, полученного таким образом, составляет 98,8 м2/г; пористость (по азоту) составляет 0,37 см3/г; кажущаяся плотность 0,72 г/см3.
Также используется порошкообразная гамма-окись алюминия в форме микросфер, имеющих средний диаметр между 100 и 600 мкм.
Площадь поверхности (по уравнению БЭТ) катализатора, нанесенного на микросфероидальную окись алюминия, составляет 110,6 м2/г, пористость равна 0,40 см3/г.
Следующие испытания проводят преимущественно на опытной микроустановке, подходящей для изучения сжигания газообразных углеводородов в концентрации несколько сотен частей на миллион.
Сжигание н-гексана
Для оценки окислительной способности катализатора из наиболее значимых реагентов выбран нормальный гексан по двум основным причинам:
1) он является длинноцепочечным линейным алканом, который особенно устойчив к окислению;
2) он является растворителем, который широко используется в различных областях промышленности, в том числе, например, в химической и полиграфической промышленности.
Рассматриваемая реакция имеет вид:
С6Н14+9,5O2→6CO2+7H2O
Первые результаты получены на порошкообразном катализаторе, и основным рассматриваемым параметром оценки является т.наз. лайт-офф (light-off) активность катализатора, то есть температура потока газа, при которой катализатор сжигает 50% присутствующего углеводорода, и температура сжигания для 95%-ной конверсии. Все испытания проводят при объемной скорости 20000 час-1, которая фактически используется в промышленных установках.
Получены следующие результаты (см. таблицу 1):
Таблица 1
Реагенты  
н-Гексан Кислород (%об./об.) Конверсия 50% Конверсия 95%
    Температура Селективность Температура Селективность
2300 млн-1 3,4% 300°С 100% 360°С 100%
1800 млн-1 3,8% 285°С 100% 330°С 100%
Испытания на опытной установке с использованием катализатора, приготовленного в виде соответствующим образом измельченных и просеянных таблеток, проведены в условиях, более похожих на промышленные испытания, при этом получены следующие результаты (см. таблицу 2)
Таблица 2
Реагенты  
н-Гексан Кислород (%об./об.) Конверсия 50% Конверсия 95%
    Температура Селективность Температура Селективность
320 млн-1 20% 270°С 100% 320°С 100%
Испытания на продолжительность работы (общее время превышает 1600 часов) проводят в условиях, близко подходящих к условиям промышленной установки, опять-таки с использованием катализатора, приготовленного в виде таблеток, впоследствии измельченных и просеянных, и при работе на пилотной установке. Суммарную скорость потока устанавливают на 200 см3/мин, чтобы получить концентрацию нормального гексана в воздухе 320 млн-1 при объемной скорости 20000 час-1. Катализатор вначале испытывают непрерывно в течение 850 часов при температуре 380°С при объемной скорости газа 20000 час-1 и концентрации нормального гексана в воздухе 300 млн-1. Конверсия и селективность остаются равными 100% в течение всего опыта.
Для того чтобы проверить возможную потерю активности катализатора при более низких температурах, во время испытания на продолжительность работы еженедельно проводят оценку лайт-офф активности. Катализатор охлаждают в самом газовом потоке до 250°С и затем снова нагревают до первоначальной рабочей температуры 380°С. В течение всего опыта результаты всегда остаются стабильными, и наблюдается незначительный гистерезис при температурах лайт-офф активности 255°С и 270°С, соответственно на стадии охлаждения и стадии нагревания. После пяти недель работы при стационарных условиях температуру опыта вначале повышают до 400°С на 18 часов и затем до 420°С на 72 часа при той же скорости потока и той же концентрации; активность катализатора не меняется ни в одном из случаев даже после возвращения к первоначальной температуре. Установлено, что даже рабочая температура 450°С не приводит к изменению любого вида в активности катализатора. После 950 часов работы объемную скорость газа на катализаторе увеличивают в два раза до 40000 час-1, а концентрацию кислорода уменьшают до 10% об. на 18 час. В течение всего времени при 380°С величины конверсии и селективности остаются равными 100%. Затем на катализатор воздействуют постепенным уменьшением кислорода от 20 до 0% об. при постоянной суммарной скорости потока, чтобы определить нижний порог температуры, при которой начинается частичное сжигание продуктов. Установлено, что до тех пор, пока количество кислорода остается равным стехиометрическому количеству, необходимому для сжигания нормального гексана, значения конверсии и селективности остаются равными 100%. При концентрации кислорода 3000 млн-1 (88% от стехиометрического значения) конверсия падает до 85,5%, а селективность остается равной 100%. Приблизительно при половинном стехиометрическом количестве кислорода конверсия уменьшается до 58%, а селективность снова остается близкой к 100% при наличии следов этилена и водорода в качестве продуктов реакции дегидрирования. И, наконец, смесь газов, содержащую 360 млн-1 нормального гексана в гелии и в отсутствие кислорода, подают через катализатор в течение 30 мин, сохраняя неизменными все другие условия реакции. Конверсия нормального гексана остается 11% за счет реакции как кислорода решетки структуры твердого вещества, так и следов кислорода (приблизительно 20 млн-1), присутствующих в потоке. Частично происходит реакция дегидрирования, но ни расщепление, ни образование продуктов частичного окисления не наблюдается. Отмечено, что ни при каких условиях изучения катализатора не установлено присутствие монооксида углерода, как при использовании газовой хроматографии, так и с помощью инфракрасного анализатора.
Испытания на продолжительно работы, проводимые на молекуле гексана, длятся 1600 час без какого-либо снижения активности катализатора.
Сжигание фталатов
Газ, выходящий из машины для нанесения покрытия из ПВХ, используют в качестве образца газа для сжигания загрязнителей в воздухе с использованием таблетированного катализатора на промышленной установке. Загрязняющие газы идентифицированы как уксусная кислота, пропионовая кислота, валериановая кислота и капроновая кислота (350 мг/нм3), диизогексилфталат (300 мг/нм3) и изопропилфталат (300 мг/нм3). Общую скорость потока газов устанавливают 50 нм3/час, а объемную скорость - 25000 час-1. Испытания длятся 4 недели при средней температуре 380°С.
Результаты могут быть суммированы следующим образом:
начало испытания:
Конверсия 83,5%; селективность по СО2 100%.
конец испытания:
Конверсия 87,0%; селективность по СО2 78%.
Сжигание пропана
Для проведения сравнительных испытаний с промышленными катализаторами на основе благородных металлов таблетированный катализатор изучают в опыте по сжиганию пропана (основной компонент сжиженного нефтяного газа) на пилотной микроустановке.
Рассматриваемая реакция имеет следующий вид:
С3Н8+5O2→3СО2+4Н2О
Концентрацию пропана устанавливают 1400 млн-1, а концентрацию кислорода 4,2% об. при объемной скорости 20000 час-1. Значение лайт-офф активности достигается при 377°С, тогда как полная конверсия достигается при 465°С. Селективность всегда остается 100%-ной. По этому свойству катализатор сравним, а в некоторых случаях лучше, чем рассмотренные промышленные катализаторы на основе благородных металлов.
Сжигание этиленгликоля
В процессе повышения качества полиэтилентерефталата (ПЭТ) газы на выходе из реактора проходят через каталитический слой на основе Pt- и/или Pd-катализатора для удаления органических примесей, главным образом этиленгликоля, с превращением их в СО2 и H2O.
Установлено, что катализатор настоящего изобретения способен удалять этиленгликоль (1600 млн-1) при использовании стехиометрического количества кислорода непрерывной при работе при 310°С и при объемной скорости 10000 час-1. Продуктами окисления являются исключительно CO2 и Н2О.
Сжигание метанола
Пример применения каталитического сжигания для удаления примесей газообразных потоков, выходящих с химических установок, относится к установкам по производству формальдегида из метанола.
Выходящие газы имеют следующий типичный состав:
диметиловый эфир 2300 млн-1 об.
формальдегид 200 млн-1 об.
метанол 700 млн-1 об.
монооксид углерода 1,6% об.
вода 3,2% об.
кислород 6,5% об.
Объемная скорость составляет приблизительно 10000 час-1.
Температуру ввода в реактор сжигания поддерживают приблизительно при 260-270°С, а сильная экзотермичность различных окислительных реакций способна создавать термические градиенты в каталитическом слое, превышающие 200°С. Испытания проводят при объемной скорости 20000 час-1 на пилотной микроустановке с количеством кислорода, которое значительно ниже (1,15% об/об), чем количество, используемое в промышленности, и при концентрациях монооксида углерода 1,8% об. и метанола 730 млн-1 об. Установлено, что при этих условиях горения температура 250°С потока газа, поступающего в слой, является достаточной для 100%-ного выхода при сжигании присутствующих реагентов.
Пример 2
Готовят катализатор, имеющий следующий состав, выраженный в весовых процентах оксидов, приведенных ниже:
La2O3=9,0
MnO=53,7
CuO=37,3
Готовят водный раствор нитрата лантана (La(NO3)3), который выпаривают, а твердое вещество сушат при 110°С и прокаливают при 600°С. Готовят водный раствор нитрата марганца (Mn(NO3)3) и нитрата меди (Cu(NO3)2) и выпаривают его; твердый продукт затем сушат при 120-200°С и прокаливают при 450°С. Прокаленные порошки измельчают и используют в качестве катализаторов сжигания н-гексана в условиях, изложенных в примере 1.
Полученные в результате характеристики селективности подобны таковым, полученным в примере 1.

Claims (11)

1. Катализатор для полного окисления летучих органических соединений, содержащий смешанные оксиды меди, марганца и лантана, где металлы могут принимать множественные валентные состояния, имеющий состав в весовых процентах, выраженный из расчета на CuO, MnO и La2O3, в котором металл имеет наименьшую валентность, как 35-40% CuO, 50-60% MnO и 2-15% La2O3.
2. Катализатор по п.1, где смешанные оксиды нанесены на инертный пористый неорганический носитель.
3. Катализатор по п.2, где носитель имеет пористость более чем 0,3 см3/г и площадь поверхности более чем 30 м2/г и выбран из окиси алюминия, двуокиси кремния и алюмосиликата.
4. Катализатор по п.3, где окись алюминия представляет собой гамма-окись алюминия в форме микросфероидальных частиц или одно- или трехлепестковых цилиндрических колец, имеющих сквозные отверстия с отношением геометрическая площадь/объем твердой части более чем 1,3 мм-1.
5. Катализатор по любому из п.3 или 4, где количество нанесенного смешанного оксида составляет от 5 до 60 мас.%.
6. Катализатор по любому из пп.1-5, пригодный для применения при сжигании летучих органических соединений - ЛОС.
7. Катализатор по п.6, пригодный для применения при сжигании ЛОС, присутствующих в газообразных выходящих потоках.
8. Катализатор по п.7, пригодный для применения при сжигании ЛОС, присутствующих в газообразных выходящих потоках предприятий химической или полиграфической промышленности.
9. Катализатор по любому из пп.1-5, пригодный для применения при очистке газов, выходящих из реакторов поликонденсации сложных ароматических полиэфирных смол в твердом состоянии.
10. Катализатор по п.9, где очистку проводят с использованием стехиометрического количества кислорода, необходимого для сжигания примесей до диоксида углерода и воды.
11. Катализатор по любому из пп.1-5, пригодный для применения при каталитическом сжигании углеводородов в горелках тепловых электростанций для генерирования электрического тока.
RU2001127582/04A 2000-10-11 2001-10-10 Катализатор для полного окисления летучих органических соединений RU2279314C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT2000MI002193A IT1319198B1 (it) 2000-10-11 2000-10-11 Catalizzatori per ossidazione.
ITMI2000A002193 2000-10-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001127582A RU2001127582A (ru) 2003-08-27
RU2279314C2 true RU2279314C2 (ru) 2006-07-10

Family

ID=11445941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001127582/04A RU2279314C2 (ru) 2000-10-11 2001-10-10 Катализатор для полного окисления летучих органических соединений

Country Status (12)

Country Link
US (2) US6683021B2 (ru)
EP (1) EP1197259B8 (ru)
JP (1) JP3989216B2 (ru)
KR (1) KR20020028791A (ru)
CN (1) CN1204968C (ru)
AT (1) ATE285834T1 (ru)
DE (1) DE60108033T2 (ru)
DK (1) DK1197259T3 (ru)
ES (1) ES2233541T3 (ru)
IT (1) IT1319198B1 (ru)
PT (1) PT1197259E (ru)
RU (1) RU2279314C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492925C2 (ru) * 2008-03-10 2013-09-20 Сд Лиценцфервертунгсгезелльшафт Мбх Унд Ко.Кг Геометрически классифицированный, имеющий определенную форму твердый носитель для катализатора эпоксидирования олефина

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040043900A1 (en) * 2002-08-12 2004-03-04 Combs Glenn A. Heterogeneous gaseous chemical reactor catalyst
DE10252103A1 (de) * 2002-11-08 2004-05-27 Süd-Chemie AG Ce/Cu/Mn-Katalysatoren
CN1317075C (zh) * 2005-01-26 2007-05-23 中国科学院新疆理化技术研究所 石油烃完全催化氧化催化剂ⅱ
CN1322920C (zh) * 2005-01-28 2007-06-27 中国科学院新疆理化技术研究所 石油烃完全催化氧化催化剂
CN100335168C (zh) * 2005-07-14 2007-09-05 浙江大学 铈镧复合氧化物的制备方法
KR100722429B1 (ko) * 2005-09-07 2007-05-28 계명대학교 산학협력단 나노입자의 구리-망간 산화물 촉매의 제조방법 및 이에따라 제조된 촉매
US8193114B2 (en) * 2006-11-15 2012-06-05 Basf Catalysts Llc Catalysts for dual oxidation of ammonia and carbon monoxide with low to no NOx formation
US10092895B2 (en) 2007-01-23 2018-10-09 Sued-Chemie Catalysts Italia S.R.L. Process for catalytic decomposition of nitrogen protoxide
ITMI20070096A1 (it) * 2007-01-23 2008-07-24 Sued Chemie Catalysts Italia Srl Processo per la decomposizione catalitica di protossido d'azoto.
DE102007037796A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-12 Süd-Chemie AG Verfahren zur Entfernung von CO, H2 und/oder CH4 aus dem Anodenabgas einer Brennstoffzelle mit Mischoxidkatalysatoren umfassend Cu, Mn und gegebenenfalls mindestens ein Seltenerdmetall
US7976784B2 (en) 2007-12-18 2011-07-12 Basf Corporation Methods and systems including CO oxidation catalyst with low NO to NO2 conversion
CN101618325B (zh) * 2008-07-01 2011-06-08 浙江大学 锆钇复合柱撑蒙脱土负载钴催化剂的制备方法
KR100962082B1 (ko) * 2008-07-31 2010-06-09 희성촉매 주식회사 수소를 이용한 질소산화물의 환원제거용 촉매 및 이를이용한 질소산화물의 환원제거 방법
EP2184105A1 (en) 2008-11-05 2010-05-12 Süd Chemie - Catalysts Italia S.R.L. Mixed oxides catalysts
US10792647B2 (en) * 2009-04-21 2020-10-06 Johnson Matthey Public Limited Company Base metal catalysts for the oxidation of carbon monoxide and volatile organic compounds
WO2010130772A1 (en) * 2009-05-12 2010-11-18 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Removal of contaminant materials from a process stream
KR101270509B1 (ko) 2010-10-08 2013-06-03 서울시립대학교 산학협력단 메조기공 망간 산화물을 이용한 촉매 및 이를 이용한 휘발성 유기화합물 분해방법
US9327238B2 (en) 2010-11-18 2016-05-03 Clariant Corporation Method for removing CO, H2 and CH4 from an anode waste gas of a fuel cell and catalyst system useful for removing these gases
CN102059046B (zh) * 2010-11-30 2013-05-01 复旦大学 一种催化甲醇完全氧化分解成co2和h2o的方法
CN103933969B (zh) * 2014-04-15 2016-05-18 华东理工大学 一种整体型一氧化氮低温氧化催化剂及其制备方法
KR102480142B1 (ko) * 2014-10-30 2022-12-22 바스프 코포레이션 공기 공급물 중에 존재하는 오존 및 휘발성 유기 화합물의 처리를 위한 비귀금속 촉매
KR101538000B1 (ko) * 2014-12-19 2015-07-20 주식회사 퓨어스피어 망간계 혼합물에 의해서 유해성 화합물을 산화시키는 방법
CN104888801A (zh) * 2015-05-21 2015-09-09 河北师范大学 一种制备氧化亚铜掺杂的oms-2催化剂的方法
CN108348903B (zh) * 2015-11-05 2021-02-26 日挥通用株式会社 聚合物膜制造炉内净化用催化剂及聚合物膜制造炉内净化方法
KR101610757B1 (ko) 2015-11-24 2016-04-08 주식회사 세일에프에이 구리-망간 촉매가 함유된 유해가스 제거용 복합 조성물
CN105536804A (zh) * 2015-12-04 2016-05-04 重庆大学 掺杂Mn、Ce的Cu基甲烷燃烧催化剂及其制备方法
BR112018072009A2 (pt) * 2016-04-26 2019-02-12 Basf Corporation sistema de tratamento de gás de exaustão e método para reduzir monóxido de carbono presente em um fluxo de gás de exaustão
CN107537524B (zh) * 2017-10-12 2019-12-31 浙江师范大学 一种用于丙烷完全氧化的催化剂及其制备方法
DE102018116058A1 (de) * 2018-07-03 2020-01-09 Interkat Catalyst Gmbh Verwendung eines Katalysators zur selektiven katalytischen Oxidation von stickstoffhaltigen organischen Verbindungen
CN109248679B (zh) * 2018-09-11 2021-04-02 上海化工研究院有限公司 一种VOCs常温降解高效催化剂及其制备与应用
CN111375423B (zh) * 2018-12-31 2023-09-01 中国石油化工股份有限公司 一种高温催化燃烧催化剂及其制备方法
CN112169787B (zh) * 2019-07-04 2023-01-17 重庆鲍斯净化设备科技有限公司 一种低温燃烧去除烃类物质的催化剂及其制备方法
CN110595217B (zh) * 2019-08-30 2021-07-23 中国科学院广州能源研究所 一种工业炉窑高温燃烧中降解nox的方法及系统
CN111744499A (zh) * 2020-06-19 2020-10-09 上海汇允环境科技有限公司 一种低温催化氧化VOCs催化剂及其制备方法及应用
CN112958110B (zh) * 2021-02-26 2022-09-06 上海大学材料基因组工程(萍乡)研究院 一种分步活化法制备高效voc催化剂的方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3422167A (en) * 1968-01-31 1969-01-14 Atomic Energy Commission Method for preparing metal oxide microspheres
US3866752A (en) * 1969-12-08 1975-02-18 Oliver K Hobbs Inclined endless screen belt with transverse bar
DE2034053A1 (de) * 1970-01-10 1971-07-15 Mitsui Mining & Smelting Co Verfahren zum Reinigen von Kohlen monoxyd enthaltenden Abgasen und Kata lysator zu ihrer Reinigung
US3865752A (en) * 1972-12-18 1975-02-11 Bell Telephone Labor Inc Catalyst activation process and product thereof
US3948808A (en) * 1973-03-02 1976-04-06 Phillips Petroleum Company Zinc aluminate catalyst compositions
US3865923A (en) 1973-03-19 1975-02-11 Ethyl Corp Catalyst
US3914389A (en) 1974-03-22 1975-10-21 American Cyanamid Co Lanthanum oxidation catalyst and method for utilizing the same
US4045538A (en) 1975-11-28 1977-08-30 Ppg Industries, Inc. Catalytic oxidation of vinyl chloride
US4102936A (en) * 1976-03-24 1978-07-25 The B. F. Goodrich Company Catalyst and process for the preparation of ethylene and vinyl chloride from ethane
US4616000A (en) * 1985-08-09 1986-10-07 The Standard Oil Company Copper beryllium-containing catalysts for the production of alcohols
CN1004992B (zh) * 1986-07-30 1989-08-16 北京工业大学 制备稀土金属复合氧化物/合金蜂窝体催化剂的方法
DE3741888A1 (de) * 1987-12-10 1989-06-22 Asea Brown Boveri Katalysator und verfahren zu seiner herstellung
DE3741887A1 (de) * 1987-12-10 1989-06-22 Asea Brown Boveri Katalysator und verfahren zu seiner herstellung
JPH0813686B2 (ja) * 1988-06-01 1996-02-14 松下電器産業株式会社 金属複合酸化物
US5384301A (en) * 1991-11-12 1995-01-24 Massachusetts Institute Of Technology Catalyst for elemental sulfur recovery process
IT1254252B (it) * 1992-03-11 1995-09-14 Snam Progetti Procedimento per l'attivazione di precursori catalitici per la deidrogenazione di paraffine c2-c5 e composizione catalitica attivata con tale procedimento
US5260248A (en) 1992-08-28 1993-11-09 Carus Corporation Stable high temperature manganese based oxidation catalyst
US5451388A (en) * 1994-01-21 1995-09-19 Engelhard Corporation Catalytic method and device for controlling VOC. CO and halogenated organic emissions
US5502019A (en) * 1994-07-15 1996-03-26 Philip Morris Incorporated Conversion of carbon monoxide using cobalt-based metal oxide catalysts
EP0727248B1 (en) * 1995-02-17 1998-08-19 ICT Co., Ltd. Catalyst for purification of diesel engine exhaust gas
DE19506843A1 (de) * 1995-02-28 1996-08-29 Studiengesellschaft Kohle Mbh Mikroporöse amorphe Mischmetalloxide für formselektive Katalyse
US5789339A (en) * 1995-06-07 1998-08-04 W. R. Grace & Co.-Conn. Catalyst for oxidizing oxygen-containing organic compounds in waste gas
US5691268A (en) * 1995-12-08 1997-11-25 Exxon Research And Engineering Company Isoalcohol synthesis catalyst
JP3042601B2 (ja) * 1996-10-31 2000-05-15 ファイラックインターナショナル株式会社 流体燃料の改質用セラミックス触媒を用いた内燃機関及 びこれを使用した交通輸送用又は発電用手段
RU2117528C1 (ru) * 1997-03-12 1998-08-20 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Катализатор окисления аммиака
WO2000025901A1 (en) 1998-11-03 2000-05-11 General Electric Company Process for low temperature removal of volatile organic compounds from industrial exhaust gas
US6458741B1 (en) * 1999-12-20 2002-10-01 Eltron Research, Inc. Catalysts for low-temperature destruction of volatile organic compounds in air

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492925C2 (ru) * 2008-03-10 2013-09-20 Сд Лиценцфервертунгсгезелльшафт Мбх Унд Ко.Кг Геометрически классифицированный, имеющий определенную форму твердый носитель для катализатора эпоксидирования олефина

Also Published As

Publication number Publication date
US6833125B2 (en) 2004-12-21
ATE285834T1 (de) 2005-01-15
EP1197259A1 (en) 2002-04-17
ITMI20002193A1 (it) 2002-04-11
PT1197259E (pt) 2005-02-28
US20040121904A1 (en) 2004-06-24
EP1197259B1 (en) 2004-12-29
EP1197259B8 (en) 2005-03-23
CN1204968C (zh) 2005-06-08
DK1197259T3 (da) 2005-02-07
DE60108033T2 (de) 2005-12-08
DE60108033D1 (de) 2005-02-03
JP2002191978A (ja) 2002-07-10
US20020064492A1 (en) 2002-05-30
KR20020028791A (ko) 2002-04-17
ES2233541T3 (es) 2005-06-16
IT1319198B1 (it) 2003-09-26
CN1346704A (zh) 2002-05-01
US6683021B2 (en) 2004-01-27
JP3989216B2 (ja) 2007-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2279314C2 (ru) Катализатор для полного окисления летучих органических соединений
KR101833410B1 (ko) 혼합 산화물 촉매
Picasso et al. Preparation and characterization of Ce-Zr and Ce-Mn based oxides for n-hexane combustion: Application to catalytic membrane reactors
RU2237514C1 (ru) Катализатор для разложения закиси азота и способ осуществления процессов, включающих образование закиси азота
EP0210681B1 (en) Bivalent metal-aluminate catalyst
Vu et al. Catalytic oxidation of volatile organic compounds on manganese and copper oxides supported on titania
WO2014138397A1 (en) Base metal catalyst and method of using same
Lintz et al. Catalytic combustion of solvent containing air on base metal catalysts
KR100540239B1 (ko) 정화촉매, 그 제조방법 및 가스 정화장치
KR20240032077A (ko) 배기 가스의 처리를 위한 방법 및 hvac 시스템
RU2573000C2 (ru) Катализатор для разложения закиси азота
Chan et al. Oxidative coupling of methane over cobalt—magnesium and manganese—magnesium mixed oxide catalysts
KR100544693B1 (ko) 휘발성 유기 화합물 및 일산화탄소 제거용 촉매 조성물 및이를 이용한 휘발성 유기 화합물의 산화제거 방법
Zhang et al. Catalytic N2O decomposition over CeMeOy/γ‐Al2O3 (Me= Mn, Cu, Zn) catalysts prepared by impregnation method
CN111185217A (zh) 一种铬基氮化碳催化剂的固相法制备方法及应用
JPH11104491A (ja) ＣＯおよびＮＯｘの酸化触媒
Wang et al. Research into eliminating particulate from diesel engine exhaust over zeolite covered with catalysts of perovskite-type oxides
RU2797201C1 (ru) Способ очистки воздуха от диэтиламина
KR0166465B1 (ko) 배기가스 정화용 촉매의 제조방법
González-Velasco et al. HREM and XRD characterisation of thermal ageing of Pd/CeO2/Al2O3 automotive catalysts
Poncinelli et al. Study of catalytic oxidation of toluene using Cu-Mn, Co-Mn and Ni-Mn mixed oxides catalysts
Nejar et al. Performance of potassium-promoted catalysts for NO x and soot removal from simulated diesel exhaust
MXPA99006555A (en) An improved procedure for the preparation of a sox reducer additive and its resultant product
CN117899860A (zh) 一种贵金属涂层-载体催化剂、制备方法及其应用
Jia et al. Supported Mn-Ce Catalyst for Low Temperature Synergistic Removal of Nitrogen Oxides and Toluene: The Role of Micro-Mesoporous Molecular Sieve Support

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121011